Класс!ная физика - всегда рядом Класс!ная физика - викторины Класс!ная физика - для любознательных Техно-шокер Музей открытки 20 века Коты-работы художников

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?





«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru.

 Класс!ная физика   -  YouTube

Постулаты Эйнштейна

ПечатьE-mail



После создания теории относительности А. Эйнштейн в своем эссе "Нечто автобиографическое", выпущенном в 1949 году, писал: "Прости меня, Ньютон!".

А вот другие слова Эйнштейна, исполненные скромности и немножко шутливые: «Иногда я себя спрашиваю: как же получилось, что именно я создал теорию относительности ... ?

По-моему, причина этого кроется в следующем. Нормальный взрослый человек едва ли станет размышлять о проблемах пространства — времени. Он полагает, что разобрался в этом еще в детстве. Я же, напротив, развивался интеллектуально так медленно, что, только став взрослым, начал раздумывать о пространстве и времени. Понятно, что я вникал в эти проблемы глубже, чем люди, нормально развивавшиеся в детстве».

Что трудно в эйнштейновской физике мира? - Пожалуй, все.

Трудно постичь удивительную особенность света, который, как признал Эйнштейн, распространяется в пустоте с равной скоростью по отношению к любым телам, как угодно движущимся друг относительно друга.

Трудно вообразить отсутствие безоговорочной одновременности удаленных событий.

Трудно согласиться с запретом на сверхсветовые скорости движения тел.

Трудно понять сущность относительности пространства— то, что размеры предмета не неизменны, а зависят от того, как движется система отсчета этих размеров.

Трудно признать относительность времени — то, что темп хода часов неодинаков для наблюдателей, по-разному движущихся относительно этих часов.

Почему это трудно? — потому, что все перечисленное кардинально противоречит нашим обыденным привычкам.

Итак:

Первый постулат Эйнштейна:

Этот постулат представляет собой принцип относительности: никаким опытом наблюдатель не может обнаружить, покоится он или же находится в состоянии равномерного и прямолинейного движения.
(Классический принцип относительности утверждал то же самое, но только для механических опытов; предполагалось, что с помощью оптических или электромагнитных опытов наблюдатель мог бы обнаружить свое движение.)

Ни один физический эксперимент не может обнаружить равномерное и прямолинейное движение.
Другими словами, движение инерциальной системы отсчета неотличимо от покоя. Оба состояния равноправны.

Законы, управляющие всеми физическими явлениями,- одни и те же для двух наблюдателей, движущихся равномерно и прямолинейно относительно друг друга.

Вспомним Галилея!
Когда Галилей доказывал, что Земля обращается вокруг Солнца, а не наоборот, он услышал, в числе множества возражений, и такое: «Если бы Земля двигалась, то птицы, летающие в воздухе, не могли бы поспеть за мчащимися вместе с Землей башнями и деревьями! Так-то, дерзкий сеньор!»

Тогда Галилео посоветовал спорщикам отправиться в трюм какого-нибудь корабля, запасясь мухами, бабочками, аквариумом с рыбками, а также кусочком ладана и кувшинами с водой. Пока корабль неподвижен, спорщикам предлагалось поэкспериментировать— попрыгать, покидать всевозможные предметы, внимательно понаблюдать за поведением летающих мух, плавающих рыбок, водяных капель, отвесно падающих вниз, дыма от ладана, поднимающегося прямо вверх.

А далее Галилео заявил: «Заставьте теперь корабль двигаться с любой скоростью, и тогда (если только движение будет равномерным и без качки) во всех названных явлениях вы не обнаружите ни малейшего изменения. Мухи и бабочки будут по-прежнему летать во все стороны, капли будут все так же отвесно падать, а дым отвесно же подниматься. Ни по одному из этих явлений вы не сможете установить, движется ли корабль или стоит неподвижно, т.е. никаким механическим опытом невозможно обнаружить собственное прямолинейное и равномерное движение».

Это утверждение — принцип относительности Галилея. Таков же и принцип относительности Эйнштейна: природа устроена так, что никаким физическим экспериментом нельзя отличить покой от равномерного прямолинейного движения.

Пример:

Пусть где-то в пустоте летит снаряд и вдруг взрывается. Осколки мчатся в разные стороны. Но скорость осколков складывается со скоростью снаряда. Если до взрыва сесть верхом на снаряд, то после взрыва, продолжая по инерции двигаться так, как двигался исчезнувший снаряд, будешь сохранять его скорость и находиться в центре разлета осколков. Поэтому, измеряя скорость осколков, никогда не узнаешь, с какой скоростью летишь ты сам, то есть с какой скоростью летел снаряд.

Второй постулат Эйнштейна:

Этот постулат говорит о независимости скорости света от скорости его источника: свет распространяется в пустоте с постоянной скоростью по всем направлениям независимо от движения источника и наблюдателя.

Это значит, что световой сигнал нельзя ускорить за счет дополнительной скорости источника света, световой сигнал будет распространяться все с той же скоростью — 300 000 км/с.
Эйнштейн объявил об этом задолго до того, как это было установлено экспериментально.
Как он сумел предугадать подобное?
Отвечая, Эйнштейн вспоминал, как еще шестнадцатилетним подростком воображал себя, несущимся верхом на световом луче. И тогда он «чувствовал», что даже относительно самого светового луча скорость этого же луча будет постоянна и равна 300 000 км/с. Он чувствовал естественность того, что всем «здравомыслящим» коллегам представлялось абсурдом!

Сказанное о свете относится и к радиоволнам, рентгеновым, гамма- и инфракрасным лучам, и к потокам частиц нейтрино, и к тяготению — словом, к любым полям, распространяющимся в пустоте со скоростью света. А только такие поля и существуют в природе.


Таковы постулаты Эйнштейна.

Взятые по отдельности, они не удивительны. Первый был знаком еще Галилею, а Эйнштейн его только обобщил. Второй был принят в физике с тех пор, как восторжествовала волновая природа света. И только вместе взятые постулаты выглядели абсурдом. Кажется, признайте первый постулат — станет невозможным второй. И, наоборот, из второго будто бы вытекает «нелепость» первого. Согласиться с ними обоими — означало, казалось бы, то же самое, что поехать в Санкт-Петербург, не покидая Москвы. Тем не менее, в теории Эйнштейна они стоят рядом и не спорят.

А из парадоксального соседства постулатов Эйнштейна следуют не менее парадоксальные следствия: понятия одновременности событий, расстояния и промежутков времени являются не абсолютными, а относительными. Они зависят от выбора систьемы отсчета.

P.S.

Не забудьте о законе причинности!
В любых явлениях, во всех системах отсчета причины событий во времени обязательно предшествуют следствиям.

Источник: Г. Амфилов "Бегство от удивлений", М. Льоцци "История физики"